Fix -Werror build after r213945
[oota-llvm.git] / lib / IR / UseListOrder.cpp
1 //===- UseListOrder.cpp - Implement Use List Order functions --------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // Implement use list order functions to modify use-list order and verify it
11 // doesn't change after serialization.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/IR/UseListOrder.h"
16
17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
19 #include "llvm/AsmParser/Parser.h"
20 #include "llvm/Bitcode/ReaderWriter.h"
21 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
22 #include "llvm/IR/Module.h"
23 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
24 #include "llvm/Support/Debug.h"
25 #include "llvm/Support/FileSystem.h"
26 #include "llvm/Support/FileUtilities.h"
27 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
28 #include "llvm/Support/SourceMgr.h"
29
30 #include <random>
31 #include <vector>
32
33 #define DEBUG_TYPE "use-list-order"
34
35 using namespace llvm;
36
37 static cl::opt<bool> PreserveBitcodeUseListOrder(
38     "preserve-bc-use-list-order",
39     cl::desc("Experimental support to preserve bitcode use-list order."),
40     cl::init(false), cl::Hidden);
41
42 bool llvm::shouldPreserveBitcodeUseListOrder() {
43   return PreserveBitcodeUseListOrder;
44 }
45
46 static void shuffleValueUseLists(Value *V, std::minstd_rand0 &Gen,
47                                  DenseSet<Value *> &Seen) {
48   if (!Seen.insert(V).second)
49     return;
50
51   if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V))
52     if (!isa<GlobalValue>(C))
53       for (Value *Op : C->operands())
54         shuffleValueUseLists(Op, Gen, Seen);
55
56   if (V->use_empty() || std::next(V->use_begin()) == V->use_end())
57     // Nothing to shuffle for 0 or 1 users.
58     return;
59
60   // Generate random numbers between 10 and 99, which will line up nicely in
61   // debug output.  We're not worried about collisons here.
62   DEBUG(dbgs() << "V = "; V->dump());
63   std::uniform_int_distribution<short> Dist(10, 99);
64   SmallDenseMap<const Use *, short, 16> Order;
65   for (const Use &U : V->uses()) {
66     auto I = Dist(Gen);
67     Order[&U] = I;
68     DEBUG(dbgs() << " - order: " << I << ", U = "; U.getUser()->dump());
69   }
70
71   DEBUG(dbgs() << " => shuffle\n");
72   V->sortUseList(
73       [&Order](const Use &L, const Use &R) { return Order[&L] < Order[&R]; });
74
75   DEBUG({
76     for (const Use &U : V->uses())
77       DEBUG(dbgs() << " - order: " << Order.lookup(&U) << ", U = ";
78             U.getUser()->dump());
79   });
80 }
81
82 void llvm::shuffleUseLists(Module &M, unsigned SeedOffset) {
83   DEBUG(dbgs() << "*** shuffle-use-lists ***\n");
84   std::minstd_rand0 Gen(std::minstd_rand0::default_seed + SeedOffset);
85   DenseSet<Value *> Seen;
86
87   // Shuffle the use-list of each value that would be serialized to an IR file
88   // (bitcode or assembly).
89   auto shuffle = [&](Value *V) { shuffleValueUseLists(V, Gen, Seen); };
90
91   // Globals.
92   for (GlobalVariable &G : M.globals())
93     shuffle(&G);
94   for (GlobalAlias &A : M.aliases())
95     shuffle(&A);
96   for (Function &F : M)
97     shuffle(&F);
98
99   // Constants used by globals.
100   for (GlobalVariable &G : M.globals())
101     if (G.hasInitializer())
102       shuffle(G.getInitializer());
103   for (GlobalAlias &A : M.aliases())
104     shuffle(A.getAliasee());
105   for (Function &F : M)
106     if (F.hasPrefixData())
107       shuffle(F.getPrefixData());
108
109   // Function bodies.
110   for (Function &F : M) {
111     for (Argument &A : F.args())
112       shuffle(&A);
113     for (BasicBlock &BB : F)
114       shuffle(&BB);
115     for (BasicBlock &BB : F)
116       for (Instruction &I : BB)
117         shuffle(&I);
118
119     // Constants used by instructions.
120     for (BasicBlock &BB : F)
121       for (Instruction &I : BB)
122         for (Value *Op : I.operands())
123           if ((isa<Constant>(Op) && !isa<GlobalValue>(*Op)) ||
124               isa<InlineAsm>(Op))
125             shuffle(Op);
126   }
127
128   DEBUG(dbgs() << "\n");
129 }
130
131 namespace {
132
133 struct TempFile {
134   std::string Filename;
135   FileRemover Remover;
136   bool init(const std::string &Ext);
137   bool writeBitcode(const Module &M) const;
138   bool writeAssembly(const Module &M) const;
139   std::unique_ptr<Module> readBitcode(LLVMContext &Context) const;
140   std::unique_ptr<Module> readAssembly(LLVMContext &Context) const;
141 };
142
143 struct ValueMapping {
144   DenseMap<const Value *, unsigned> IDs;
145   std::vector<const Value *> Values;
146
147   /// \brief Construct a value mapping for module.
148   ///
149   /// Creates mapping from every value in \c M to an ID.  This mapping includes
150   /// un-referencable values.
151   ///
152   /// Every \a Value that gets serialized in some way should be represented
153   /// here.  The order needs to be deterministic, but it's unnecessary to match
154   /// the value-ids in the bitcode writer.
155   ///
156   /// All constants that are referenced by other values are included in the
157   /// mapping, but others -- which wouldn't be serialized -- are not.
158   ValueMapping(const Module &M);
159
160   /// \brief Map a value.
161   ///
162   /// Maps a value.  If it's a constant, maps all of its operands first.
163   void map(const Value *V);
164   unsigned lookup(const Value *V) const { return IDs.lookup(V); }
165 };
166
167 } // end namespace
168
169 bool TempFile::init(const std::string &Ext) {
170   SmallVector<char, 64> Vector;
171   DEBUG(dbgs() << " - create-temp-file\n");
172   if (auto EC = sys::fs::createTemporaryFile("use-list-order", Ext, Vector)) {
173     (void)EC;
174     DEBUG(dbgs() << "error: " << EC.message() << "\n");
175     return true;
176   }
177   assert(!Vector.empty());
178
179   Filename.assign(Vector.data(), Vector.data() + Vector.size());
180   Remover.setFile(Filename);
181   DEBUG(dbgs() << " - filename = " << Filename << "\n");
182   return false;
183 }
184
185 bool TempFile::writeBitcode(const Module &M) const {
186   DEBUG(dbgs() << " - write bitcode\n");
187   std::string ErrorInfo;
188   raw_fd_ostream OS(Filename.c_str(), ErrorInfo, sys::fs::F_None);
189   if (!ErrorInfo.empty()) {
190     DEBUG(dbgs() << "error: " << ErrorInfo << "\n");
191     return true;
192   }
193
194   WriteBitcodeToFile(&M, OS);
195   return false;
196 }
197
198 bool TempFile::writeAssembly(const Module &M) const {
199   DEBUG(dbgs() << " - write assembly\n");
200   std::string ErrorInfo;
201   raw_fd_ostream OS(Filename.c_str(), ErrorInfo, sys::fs::F_Text);
202   if (!ErrorInfo.empty()) {
203     DEBUG(dbgs() << "error: " << ErrorInfo << "\n");
204     return true;
205   }
206
207   OS << M;
208   return false;
209 }
210
211 std::unique_ptr<Module> TempFile::readBitcode(LLVMContext &Context) const {
212   DEBUG(dbgs() << " - read bitcode\n");
213   ErrorOr<std::unique_ptr<MemoryBuffer>> BufferOr =
214       MemoryBuffer::getFile(Filename);
215   if (!BufferOr) {
216     DEBUG(dbgs() << "error: " << BufferOr.getError().message() << "\n");
217     return nullptr;
218   }
219
220   std::unique_ptr<MemoryBuffer> Buffer = std::move(BufferOr.get());
221   ErrorOr<Module *> ModuleOr = parseBitcodeFile(Buffer.release(), Context);
222   if (!ModuleOr) {
223     DEBUG(dbgs() << "error: " << ModuleOr.getError().message() << "\n");
224     return nullptr;
225   }
226   return std::unique_ptr<Module>(ModuleOr.get());
227 }
228
229 std::unique_ptr<Module> TempFile::readAssembly(LLVMContext &Context) const {
230   DEBUG(dbgs() << " - read assembly\n");
231   SMDiagnostic Err;
232   std::unique_ptr<Module> M(ParseAssemblyFile(Filename, Err, Context));
233   if (!M.get())
234     DEBUG(dbgs() << "error: "; Err.print("verify-use-list-order", dbgs()));
235   return M;
236 }
237
238 ValueMapping::ValueMapping(const Module &M) {
239   // Every value should be mapped, including things like void instructions and
240   // basic blocks that are kept out of the ValueEnumerator.
241   //
242   // The current mapping order makes it easier to debug the tables.  It happens
243   // to be similar to the ID mapping when writing ValueEnumerator, but they
244   // aren't (and needn't be) in sync.
245
246   // Globals.
247   for (const GlobalVariable &G : M.globals())
248     map(&G);
249   for (const GlobalAlias &A : M.aliases())
250     map(&A);
251   for (const Function &F : M)
252     map(&F);
253
254   // Constants used by globals.
255   for (const GlobalVariable &G : M.globals())
256     if (G.hasInitializer())
257       map(G.getInitializer());
258   for (const GlobalAlias &A : M.aliases())
259     map(A.getAliasee());
260   for (const Function &F : M)
261     if (F.hasPrefixData())
262       map(F.getPrefixData());
263
264   // Function bodies.
265   for (const Function &F : M) {
266     for (const Argument &A : F.args())
267       map(&A);
268     for (const BasicBlock &BB : F)
269       map(&BB);
270     for (const BasicBlock &BB : F)
271       for (const Instruction &I : BB)
272         map(&I);
273
274     // Constants used by instructions.
275     for (const BasicBlock &BB : F)
276       for (const Instruction &I : BB)
277         for (const Value *Op : I.operands())
278           if ((isa<Constant>(Op) && !isa<GlobalValue>(*Op)) ||
279               isa<InlineAsm>(Op))
280             map(Op);
281   }
282 }
283
284 void ValueMapping::map(const Value *V) {
285   if (IDs.lookup(V))
286     return;
287
288   if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V))
289     if (!isa<GlobalValue>(C))
290       for (const Value *Op : C->operands())
291         map(Op);
292
293   Values.push_back(V);
294   IDs[V] = Values.size();
295 }
296
297 #ifndef NDEBUG
298 static void dumpMapping(const ValueMapping &VM) {
299   dbgs() << "value-mapping (size = " << VM.Values.size() << "):\n";
300   for (unsigned I = 0, E = VM.Values.size(); I != E; ++I) {
301     dbgs() << " - id = " << I << ", value = ";
302     VM.Values[I]->dump();
303   }
304 }
305
306 static void debugValue(const ValueMapping &M, unsigned I, StringRef Desc) {
307   const Value *V = M.Values[I];
308   dbgs() << " - " << Desc << " value = ";
309   V->dump();
310   for (const Use &U : V->uses()) {
311     dbgs() << "   => use: op = " << U.getOperandNo()
312            << ", user-id = " << M.IDs.lookup(U.getUser()) << ", user = ";
313     U.getUser()->dump();
314   }
315 }
316
317 static void debugUserMismatch(const ValueMapping &L, const ValueMapping &R,
318                               unsigned I) {
319   dbgs() << " - fail: user mismatch: ID = " << I << "\n";
320   debugValue(L, I, "LHS");
321   debugValue(R, I, "RHS");
322
323   dbgs() << "\nlhs-";
324   dumpMapping(L);
325   dbgs() << "\nrhs-";
326   dumpMapping(R);
327 }
328
329 static void debugSizeMismatch(const ValueMapping &L, const ValueMapping &R) {
330   dbgs() << " - fail: map size: " << L.Values.size()
331          << " != " << R.Values.size() << "\n";
332   dbgs() << "\nlhs-";
333   dumpMapping(L);
334   dbgs() << "\nrhs-";
335   dumpMapping(R);
336 }
337 #endif
338
339 static bool matches(const ValueMapping &LM, const ValueMapping &RM) {
340   DEBUG(dbgs() << "compare value maps\n");
341   if (LM.Values.size() != RM.Values.size()) {
342     DEBUG(debugSizeMismatch(LM, RM));
343     return false;
344   }
345
346   // This mapping doesn't include dangling constant users, since those don't
347   // get serialized.  However, checking if users are constant and calling
348   // isConstantUsed() on every one is very expensive.  Instead, just check if
349   // the user is mapped.
350   auto skipUnmappedUsers =
351       [&](Value::const_use_iterator &U, Value::const_use_iterator E,
352           const ValueMapping &M) {
353     while (U != E && !M.lookup(U->getUser()))
354       ++U;
355   };
356
357   // Iterate through all values, and check that both mappings have the same
358   // users.
359   for (unsigned I = 0, E = LM.Values.size(); I != E; ++I) {
360     const Value *L = LM.Values[I];
361     const Value *R = RM.Values[I];
362     auto LU = L->use_begin(), LE = L->use_end();
363     auto RU = R->use_begin(), RE = R->use_end();
364     skipUnmappedUsers(LU, LE, LM);
365     skipUnmappedUsers(RU, RE, RM);
366
367     while (LU != LE) {
368       if (RU == RE) {
369         DEBUG(debugUserMismatch(LM, RM, I));
370         return false;
371       }
372       if (LM.lookup(LU->getUser()) != RM.lookup(RU->getUser())) {
373         DEBUG(debugUserMismatch(LM, RM, I));
374         return false;
375       }
376       if (LU->getOperandNo() != RU->getOperandNo()) {
377         DEBUG(debugUserMismatch(LM, RM, I));
378         return false;
379       }
380       skipUnmappedUsers(++LU, LE, LM);
381       skipUnmappedUsers(++RU, RE, RM);
382     }
383     if (RU != RE) {
384       DEBUG(debugUserMismatch(LM, RM, I));
385       return false;
386     }
387   }
388
389   return true;
390 }
391
392 bool llvm::verifyBitcodeUseListOrder(const Module &M) {
393   DEBUG(dbgs() << "*** verify-use-list-order: bitcode ***\n");
394   TempFile F;
395   if (F.init("bc"))
396     return false;
397
398   if (F.writeBitcode(M))
399     return false;
400
401   LLVMContext Context;
402   std::unique_ptr<Module> OtherM = F.readBitcode(Context);
403   if (!OtherM)
404     return false;
405
406   return matches(ValueMapping(M), ValueMapping(*OtherM));
407 }
408
409 bool llvm::verifyAssemblyUseListOrder(const Module &M) {
410   DEBUG(dbgs() << "*** verify-use-list-order: assembly ***\n");
411   TempFile F;
412   if (F.init("ll"))
413     return false;
414
415   if (F.writeAssembly(M))
416     return false;
417
418   LLVMContext Context;
419   std::unique_ptr<Module> OtherM = F.readAssembly(Context);
420   if (!OtherM)
421     return false;
422
423   return matches(ValueMapping(M), ValueMapping(*OtherM));
424 }